聲子
- 基于二維聲子晶體板共振聲場的微粒操控*
工作中,利用二維聲子晶體板的周期局域梯度場實現(xiàn)了大規(guī)模微粒的并行操控.其主要機制是由于黃銅平板刻蝕周期分布的正方體凸起構(gòu)成的二維聲子晶體板可激發(fā)板子固有的Lamb 波零階反對稱模式;其周期局域梯度場在平行于聲子晶體板表面為駐波聲場、在垂直于聲子晶體板表面為局域梯度聲場;該周期分布的局域聲場可以對微粒產(chǎn)生平行于表面的聲停駐力、垂直于表面的聲吸引力.我們進一步構(gòu)建了操控實驗裝置,利用壓電陶瓷片激勵二維聲子晶體板,在實驗中觀察到了玻璃微球的捕獲和排列現(xiàn)象,實現(xiàn)了
物理學(xué)報 2023年14期2023-07-27
- 基于第一性原理的單層WS2熱輸運特性研究
導(dǎo)率。其中，計算聲子譜選用超胞法(5×5×1)，計算二階力常數(shù)采用密度泛函微擾理論(density functional perturbation theory, DFPT)[16]，計算三階力常數(shù)選用3×3×1超胞并考慮第三近鄰原子。最后，利用ShengBTE軟件求解BTE方程[17]，得到單層WS2的晶格熱導(dǎo)率。本文計算得到二維納米單層WS2的晶格熱導(dǎo)率后，通過計算其聲子色射曲線、聲子群速度、聲子壽命、格林艾森參數(shù)和三聲子散射過程的加權(quán)相空間，以及累積
人工晶體學(xué)報 2023年2期2023-03-14
- 聲子晶體中低頻減振降噪技術(shù)及帶隙特性研究
悶，難以降噪，而聲子晶體技術(shù)因其特定頻段帶隙可設(shè)計性的特點，為齒輪箱減振降噪提供新的選擇.聲子晶體作為近年來用于裝備減振降噪研究新熱點，已被廣泛應(yīng)用于國防、航天、船舶、交通以及微電子領(lǐng)域.早在二十世紀八十年代，就有學(xué)者提出一種具有特殊帶隙特性的功能材料，并將其命名為光子晶體[1,2].到了新世紀，學(xué)者在對周期變化的多材料復(fù)合結(jié)構(gòu)進行研究時，發(fā)現(xiàn)彈性波在這些復(fù)合結(jié)構(gòu)中傳播時，周期結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成獨特的色散關(guān)系[3,4]，故此聲子晶體的概念得以產(chǎn)生.聲子晶體結(jié)構(gòu)因
陜西科技大學(xué)學(xué)報 2023年1期2023-03-04
- SnSe2薄膜的載流子與聲子動力學(xué)研究
豫過程，以及相干聲子的動力學(xué)過程。1986年，Thomsen等[3]首次在半導(dǎo)體和金屬膜中利用抽運探測技術(shù)探測到了相干聲子。從此，各種材料中聲波脈沖或相干聲子的產(chǎn)生與測量逐漸依賴于抽運探測技術(shù)。國內(nèi)外研究人員已在一系列固體薄膜材料中通過抽運探測技術(shù)探測到了相干聲學(xué)聲子，并深入研究了相干聲學(xué)聲子的產(chǎn)生和傳播特性[4-10]。在不同材料體系中，超快激光脈沖激發(fā)相干聲學(xué)聲子的物理機制不盡相同。對于半導(dǎo)體超晶格，阱層里光生載流子產(chǎn)生的應(yīng)力可激發(fā)布里淵區(qū)中心具有B2
光學(xué)儀器 2022年6期2023-01-15
- 聲子散射通道對CaO和CaS異常熱導(dǎo)率的影響
熱量傳遞的載體，聲子在半導(dǎo)體和絕緣體的熱傳輸中發(fā)揮著主導(dǎo)作用[14].為了從微觀角度掌握CaO、CaS熱導(dǎo)率異常的物理本質(zhì)，本文結(jié)合玻爾茲曼輸運方程和第一性原理計算研究了CaM的導(dǎo)熱系數(shù)，通過分析與模式相關(guān)的聲子屬性，闡明潛在散射機理，同時也為其他堿金屬化合物的熱控制提供有益借鑒.1 計算方法與模型本文所有第一性原理計算都基于密度泛函理論，在Vienna從頭算模擬包(VASP)中實現(xiàn).選擇廣義梯度近似中的Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE
沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2022年5期2022-10-06
- 銦摻雜對氮化鎵熱導(dǎo)率的影響
步計算了其不同的聲子分支對材料熱導(dǎo)率的貢獻。1 計算方法本文使用基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理計算，所有的計算數(shù)據(jù)都是采用GGA贗勢中的PBE交換相關(guān)泛函，使用VASP軟件結(jié)合其他相關(guān)軟件進行計算。優(yōu)化計算時采用7×7×4的Monkhorst-Pack[7]K點網(wǎng)格對布里淵區(qū)(Brillouin Zone, BZ)進行采樣，并設(shè)置在能量低于10-8eV時收斂，平面波截斷能設(shè)為600 eV。在進行熱輸運性質(zhì)計算時，使用有限位移差分法計算簡諧和非簡諧(
江西科學(xué) 2022年4期2022-08-26
- 基于界面原子混合的材料導(dǎo)熱性能*
.結(jié)果表明:由于聲子的“橋接”機制,2 層和4 層界面原子混合能提高單一界面和少周期數(shù)的超晶格的熱導(dǎo)率,但是在多周期體系中,具有原子混合時的熱導(dǎo)率要低于完美界面時的熱導(dǎo)率;界面原子混合會破壞超晶格中聲子的相干性輸運,一定程度引起熱導(dǎo)率降低;完美界面超晶格具有明顯的溫度效應(yīng),而具有原子混合的超晶格熱導(dǎo)率對溫度的敏感性較低.1 引言隨著半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)進入納米尺度,高密度集成電路中的散熱問題成為影響其壽命和效率的主要因素[1].由于納米電子器件比表面積比較高,界
物理學(xué)報 2022年9期2022-05-26
- 表面共振圓環(huán)結(jié)構(gòu)對Si納米線熱傳導(dǎo)的調(diào)控
，如何有效地抑制聲子輸運來降低材料的熱導(dǎo)率成為了熱電領(lǐng)域亟待解決的難題. 當材料尺寸進入微納尺度，由于尺寸效應(yīng)的影響[2, 3]，其性質(zhì)會受到極大的改變[4-6]. 研究表明，當Si從塊材料變?yōu)榧{米線或納米薄膜時，熱導(dǎo)率會降低一個數(shù)量級[7, 8]. 對材料在微納米尺度進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，以進一步阻礙聲子的傳輸，將有利于其熱電效率[9-16]的提升.聲子是晶格振動能量的量子化形式，它雖然是一種準粒子[16]，但也同時具備粒子性和波動性. 利用聲子的粒子性，在材料
原子與分子物理學(xué)報 2022年5期2022-05-11
- 納米尺度熱物理中的聲子弱耦合問題
新現(xiàn)象、新機制與聲子弱耦合存在密切關(guān)聯(lián).本文介紹了聲子弱耦合機制,以及相關(guān)的物理現(xiàn)象:低維體系中熱導(dǎo)率的尺寸效應(yīng)、聲子雙溫度現(xiàn)象和范德瓦耳斯堆疊界面的高熱阻等.同時概述了近年國內(nèi)外學(xué)者對于這些新穎物理現(xiàn)象的前沿研究成果.對聲子弱耦合目前面臨的問題,例如理論模型如何加入聲子波動性等,進行了簡要討論和展望.1 引言隨著21 世紀初人類工業(yè)進入納米時代,以芯片為代表的工業(yè)器件功率密度急劇增加,散熱瓶頸成為制約其發(fā)展的主要因素.從科學(xué)的角度,微納尺度熱傳導(dǎo)具有區(qū)別
物理學(xué)報 2022年8期2022-04-27
- 班荊道故
朝友，其子伍舉與聲子相善也。伍舉娶于王子牟，王子牟為申公而亡，楚人曰：“伍舉實送之?！蔽榕e奔鄭，將遂奔晉。聲子將如晉，遇之于鄭郊，班荊相與食，而言復(fù)故?！蹲髠鳌は骞辍反呵飼r期，楚國伍參與蔡國子朝是好友，由于二人經(jīng)常往來，他們的兒子伍舉與聲子延續(xù)了父輩的交情，也成了好朋友。有一年，伍舉的岳父王子牟做了違法的事后從楚國逃跑了。有人傳謠言稱，是伍舉幫王子牟逃走的。謠言越傳越多，伍舉因此受到牽連，也離開了楚國，打算經(jīng)鄭國到晉國去。當時，聲子恰好也要去晉
青春期健康·家庭版 2022年4期2022-04-25
- 班荊道故
朝友，其子伍舉與聲子相善也。伍舉娶于王子牟，王子牟為申公而亡，楚人曰：“伍舉實送之。”伍舉奔鄭，將遂奔晉。聲子將如晉，遇之于鄭郊，班荊相與食，而言復(fù)故?！蹲髠鳌は骞辍反呵飼r期，楚國伍參與蔡國子朝是好友，由于二人經(jīng)常往來，他們的兒子伍舉與聲子延續(xù)了父輩的交情，也成了好朋友。有一年，伍舉的岳父王子牟做了違法的事后從楚國逃跑了。有人傳謠言稱，是伍舉幫王子牟逃走的。謠言越傳越多，伍舉因此受到牽連，也離開了楚國，打算經(jīng)鄭國到晉國去。當時，聲子恰好也要去晉
青春期健康 2022年7期2022-04-18
- 多振子聲子晶體的低頻特性研究
06)0 引 言聲子晶體是彈性常數(shù)和密度為周期性分布的材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，由于其特殊的帶隙特性，某些頻率范圍內(nèi)的彈性波在聲子晶體中傳播時會被抑制，從而引起了研究人員的關(guān)注[1-2]。最先被提出的帶隙形成機理是布拉格散射，研究表明布拉格散射型聲子晶體第一帶隙對應(yīng)的波長與晶格常數(shù)處于同一量級，這就使得在較小尺寸下難以獲得低頻帶隙。但局域共振型聲子晶體[3]可以克服尺寸上的限制，劉正猷等首次得到一種晶格尺寸比禁帶內(nèi)聲波波長小2個數(shù)量級的局域共振型聲子晶體。因為帶
人工晶體學(xué)報 2022年12期2022-02-01
- 韌帶型聲子晶體狄拉克錐特性研究
特性[3-4].聲子晶體中周期性排列的宏觀介質(zhì)材料會對聲波產(chǎn)生散射，令其形成具有周期性的能帶結(jié)構(gòu)[5-6].各能帶之間的縫隙稱為聲子帶隙，影響帶隙參數(shù)的因素包括結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料參數(shù)、多相材料和界面參數(shù)等.改變聲子晶體的設(shè)計參數(shù)可以實現(xiàn)對帶隙結(jié)構(gòu)的調(diào)整和操控，提高聲子晶體減振降噪的效果[7-10].在某些聲子晶體的簡約布里淵區(qū)邊界上，存在兩條或多條能帶線性地相交于一點的頻散現(xiàn)象，此交點稱為狄拉克點[11-12].在狄拉克點處將出現(xiàn)贗擴散傳輸、邊緣態(tài)、震顫和聲拓
上海交通大學(xué)學(xué)報 2021年11期2021-12-07
- 絕緣體上硅場效應(yīng)晶體管熱導(dǎo)率尺度效應(yīng)模型
材料中傳遞熱量的聲子平均自由程,SOI器件的熱生成機制與熱擴散機理將變得極為復(fù)雜[5-10],自熱效應(yīng)對器件性能的影響變得更加顯著[11-14]。目前對硅納米薄膜熱傳輸機理的研究尚不完善,進一步加深對硅納米薄膜熱導(dǎo)率尺度效應(yīng)的理論研究顯得尤為迫切。作為揭示納米半導(dǎo)體器件熱穩(wěn)定性的關(guān)鍵基礎(chǔ),處于彈道輸運狀態(tài)下的納米材料或結(jié)構(gòu)的微尺度與納尺度熱傳輸過程被國內(nèi)外研究者從數(shù)值模擬[15-18]、理論解析模型[19-22]與實驗測試[23-25]等方面進行了廣泛的研
西安交通大學(xué)學(xué)報 2021年9期2021-09-10
- 單面柱局域共振聲子晶體低頻帶隙特性分析及結(jié)構(gòu)改進研究
24)0 引 言聲子晶體是指由兩種或者兩種以上不同力學(xué)性能的材料構(gòu)成的周期結(jié)構(gòu)功能材料，由于這種結(jié)構(gòu)或者材料的周期性，某些特定范圍頻率的彈性波無法在其中傳播，該頻段范圍稱為聲子帶隙[1-2]。聲子帶隙產(chǎn)生的機理有兩種：布拉格散射機理和局域共振機理。布拉格散射型聲子晶體[3]，特點為彈性波在該周期結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳播出現(xiàn)相互干涉，導(dǎo)致其傳播受阻，表現(xiàn)出無法傳播的現(xiàn)象。局域共振型聲子晶體[4]，特點為在特定頻率的彈性波激勵下，各個散射體產(chǎn)生共振，并與彈性波長波行波相
人工晶體學(xué)報 2021年7期2021-08-23
- 金屬/介質(zhì)薄膜中聲子熱輻射的空間和各向異性研究
由于光子與介質(zhì)中聲子的耦合，產(chǎn)生表面聲子激元(surface phonon polaritons, SPhP)[2]。在納米尺度上實現(xiàn)場強局域，突破亞衍射限制。在紅外波段對納米光學(xué)器件有著深遠的影響，包括各種紅外器件[3]。聲子是描述晶格振動的元激發(fā)，是當電磁波與晶格振動相互作用產(chǎn)生的強吸收。因此，通過光學(xué)人工微納結(jié)構(gòu)調(diào)控聲子元激發(fā)，產(chǎn)生調(diào)控SPhP，可以得到比其他材料更優(yōu)良的性質(zhì)。在諸多介質(zhì)材料中，SiO2是紅外波段產(chǎn)生SPhP的優(yōu)良極性介質(zhì)材料[4]，
光譜學(xué)與光譜分析 2021年8期2021-08-17
- 不同周期結(jié)構(gòu)硅鍺超晶格導(dǎo)熱性能研究*
同的周期結(jié)構(gòu)下,聲子分別以波動和粒子性質(zhì)輸運為主; 均勻周期超晶格熱導(dǎo)率具有顯著的尺寸效應(yīng)和溫度效應(yīng), 而梯度、隨機周期Si/Ge 超晶格的熱導(dǎo)率對樣本總長度和溫度的依賴性較小.1 引 言目前, 人類對能源的利用效率較低, 很大一部分能源以廢熱的形式被浪費掉.熱電技術(shù)能夠?qū)U熱直接轉(zhuǎn)換成電能, 促進廢熱的二次利用, 是提高能源利用效率的有效手段[1?5].熱電材料的熱電效率由無量綱優(yōu)值 Z T=(S2σT)/κ來評估, 其中,S是塞貝克系數(shù),σ是電導(dǎo)率,κ
物理學(xué)報 2021年7期2021-05-07
- 局域共振聲子晶體板的減振降噪研究
隙特性的局域共振聲子晶體結(jié)構(gòu)為解決這一問題提供了新的思路[1]。香港科技大學(xué)的Liu 等[2]在2000 年提出了局域共振聲子晶體的新概念。近年來，針對局域共振單元的不同形式，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量的研究。Fang 等[3]對鋁板上附加梁振子的聲子晶體的兩種帶隙耦合機理進行了分析。Xiao 等[4-6]發(fā)現(xiàn)附加彈簧質(zhì)量系統(tǒng)及梁振子的板具有很好的減振隔聲效果。Wu等[7]通過在板上附加不同固有頻率的懸臂梁得到了多個頻率范圍的帶隙。圓柱形式的局域共振單元制造工藝
船舶力學(xué) 2021年4期2021-04-24
- 登山小魯，銳意創(chuàng)新
——人工周期性結(jié)構(gòu)材料的波控制
復(fù)合材料介質(zhì)稱為聲子晶體。彈性波是由縱波和橫波耦合的全矢量波，當彈性波頻率位于禁帶范圍，波將被禁止傳播。當存在點缺陷或者線缺陷時，會出現(xiàn)彈性波局域在點缺陷處，或者沿線缺陷傳播等現(xiàn)象。聲子晶體的概念由Kushwaha等(1993)提出，聲子晶體彈性波禁帶的實驗觀測最早來源于Martinez-Sala等(1995)對雕塑“流動的旋律”的聲學(xué)特性研究。將聲子極化激元概念進一步推廣到介電體超晶格，出現(xiàn)了基質(zhì)材料所不具備的微波波段的介電反常、反常電磁吸收、類布里淵散
人工晶體學(xué)報 2020年9期2020-10-21
- GaN基量子阱結(jié)構(gòu)的界面光學(xué)聲子及其電聲相互作用性質(zhì)的研究
的研究意義．光學(xué)聲子對量子結(jié)構(gòu)中的輸運、散射過程具有較為重要的貢獻．在極性晶體構(gòu)成的量子結(jié)構(gòu)，光學(xué)聲子對熱電子弛豫、電子的帶間躍遷、室溫下激子的復(fù)合與壽命、輸運特性都起著非常重要的作用．因此，研究光學(xué)聲子的特性對改進量子結(jié)構(gòu)的光學(xué)聲子具有較為重要的意義．目前，對光學(xué)聲子的研究主要集中在以GaAs為代表的半導(dǎo)體及其量子結(jié)構(gòu)，并取得一些重要結(jié)果[12-14]，但對GaN基量子結(jié)構(gòu)中的光學(xué)聲子特性及其影響因素的研究并不充分，部分已有的研究結(jié)果有待進一步完善．本文
高師理科學(xué)刊 2020年5期2020-06-23
- 浮置板下聲子晶體隔振器帶隙特性研究
橡膠隔振器.目前聲子晶體在減振降噪領(lǐng)域的研究成果豐富，1993年，Kushwaha[6]在研究鎳/鋁二維固體周期復(fù)合介質(zhì)時首次提出了聲子晶體的概念；Koo等[7]將聲子晶體引入管路系統(tǒng)中，將管路加周期彈性支撐，得到了彎曲振動帶隙并進行實驗驗證，發(fā)現(xiàn)其帶隙對彎曲振動有一定隔振效果；Sheng等[8]提出了聲子晶體的局域共振帶隙機理，這標志著聲子晶體研究的重大突破；Yu等[9]率先將聲子晶體理論引入到梁板類結(jié)構(gòu)設(shè)計中，實現(xiàn)了利用帶隙特性抑制一定頻率范圍內(nèi)的振動
西南交通大學(xué)學(xué)報 2019年6期2019-12-16
- 聲速對硅基氮化鋁復(fù)合聲子晶體帶隙影響
022)0 引言聲子晶體是一種密度和彈性常數(shù)呈周期性分布的新型結(jié)構(gòu)[1-4]。聲子晶體具有帶隙特性，當彈性波傳播經(jīng)過時，由于其周期結(jié)構(gòu)的作用，在一定頻率范圍(禁帶)內(nèi)，彈性波被禁止傳播，而在其他頻率范圍(通帶)內(nèi)可以無損耗的傳播[5]。聲子晶體帶隙特性在噪聲抑制及隔離、精密儀器振動控制等方面具有廣闊的應(yīng)用前景[6-8]。聲子晶體帶隙特性的形成機理主要分為布喇格散射機理和局域共振機理兩種[3]。其中布喇格散射機理形成的帶隙主要受材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)兩方面的影響。材
壓電與聲光 2019年5期2019-10-22
- 基于微機械加工工藝的聲子晶體器件
49)1 引 言聲子晶體是一種周期復(fù)合人工超材料，由于聲子晶體具有獨特聲學(xué)禁帶(PnBGs)[1-4]的特性，可以實現(xiàn)在微尺度上對彈性波的約束和控制。其中，聲學(xué)禁帶(彈性波頻率在某些波段時，聲子晶體禁止彈性波通過其本身傳播)，是各種彈性波控制技術(shù)的基礎(chǔ)。聲學(xué)禁帶的存在使聲子晶體在彈性波控制領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，例如振動吸收[5-6]、噪聲控制[7-8]、鏡面[9]、諧振器[10-11]、波導(dǎo)[12-13]、濾波器[14]和其他的頻率選擇器件[15-16]。在日常
人工晶體學(xué)報 2019年8期2019-09-18
- 納米機械諧振器耦合量子比特非厄米哈密頓量誘導(dǎo)的聲子阻塞
,產(chǎn)生單個量子(聲子).隨后,清華大學(xué)Liu等[6]根據(jù)這個實驗,研究了納米機械諧振器(nanomechanical resonator,NAMR)中的聲子阻塞效應(yīng).聲子阻塞,顧名思義,類似于光子阻塞[7],是一種純量子現(xiàn)象.這種現(xiàn)象是在非線性機械振蕩器[8]中,第一個聲子被外部驅(qū)動場激發(fā),第二個聲子被第一個聲子阻擋導(dǎo)致不能傳輸.光子阻塞效應(yīng)的一項重要應(yīng)用是可以用于實現(xiàn)理想的單光子源[9,10],而聲子阻塞效應(yīng)同樣可以作為實現(xiàn)單聲子源的機制之一[11,12
物理學(xué)報 2019年11期2019-08-27
- 三維蜂窩狀聲子晶體的帶隙優(yōu)化研究*
1100)引 言聲子晶體是內(nèi)部組元的彈性常數(shù)、密度以及聲速周期性變化的一種具有帶隙的聲學(xué)功能材料，當彈性波頻率在聲子晶體帶隙范圍內(nèi)時，彈性波將被抑制或禁止傳播，所以較寬的低頻帶隙對于減振降噪提供了新的方法和思路[1]。聲子晶體由于在控制彈性波方面具有很好的物理特性，吸引了廣泛的關(guān)注[2-3]。理論和實驗結(jié)果都表明，聲子晶體中可以出現(xiàn)完整的帶隙[4-7]，這些帶隙可以用來減振或者控制環(huán)境的噪音[8-10]，其中主要分為布拉格散射型[11-12]和局域共振型帶
振動、測試與診斷 2019年3期2019-06-25
- 層狀軟聲子晶體帶隙及傳輸特性的主動調(diào)控
成的功能材料稱為聲子晶體[1-2]?；诠腆w能帶理論，當波通過有限周期結(jié)構(gòu)時，彈性波或聲波在聲子晶體帶隙范圍內(nèi)能量會迅速呈指數(shù)衰減，因此聲子晶體在濾波、隔震降噪等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。對于此類材料帶隙形成機理、分布特性以及相應(yīng)的計算方法、實驗測試等相關(guān)方面的研究也獲得了國內(nèi)外研究者極大的關(guān)注。聲子晶體帶隙結(jié)構(gòu)主要由周期性材料的材料參數(shù)(彈性模量、剪切模量和密度等)、原胞周期性排列方式和組元材料的體積分數(shù)等因素決定。通過理論計算后選取合適的參數(shù)搭配，往往可
浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2019年4期2019-06-11
- 表面低配位原子對聲子的散射機制*
有極高的表體比,聲子-表面散射機制對聲子的熱輸運性質(zhì)起到關(guān)鍵作用.提出了表面低配位原子對聲子的散射機制,并且結(jié)合量子微擾理論與鍵序理論推導(dǎo)出該機制的散射率.由于散射率正比于材料的表體比,這種散射機制對聲子輸運的重要性隨著納米結(jié)構(gòu)尺寸的減小而增大.散射率正比于聲子頻率的4次方,所以這種散射機制對高頻聲子的作用遠遠強于對低頻聲子的作用.基于聲子玻爾茲曼輸運方程,計算了硅納米薄膜和硅納米線的熱導(dǎo)率,發(fā)現(xiàn)本文模型比傳統(tǒng)的聲子-邊界散射模型更接近實驗值.此發(fā)現(xiàn)不僅有
物理學(xué)報 2019年8期2019-05-29
- 超短光脈沖誘導(dǎo)金剛石光學(xué)聲子量子態(tài)的控制
動，稱為光學(xué)相干聲子，已在各種材料中得到控制。然而，通過經(jīng)驗理論對不同的實驗證明了這種控制，然而卻缺乏基于量子力學(xué)的統(tǒng)一理論。而東京工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家成功地為這一現(xiàn)象制定了統(tǒng)一的理論，并在金剛石中進行了實驗驗證，其光學(xué)聲子在量子信息技術(shù)中具有很大的應(yīng)用潛力。當極短的光脈沖進入固體時，晶格中的原子開始振動?？偟膩碚f，原子的這種振動表現(xiàn)出波浪狀和類似粒子的行為，而在量子力學(xué)中，這些振動被稱為相干光學(xué)聲子，因為它們是由光誘導(dǎo)并在相位上振蕩的。聲子可以確定固體的各種
超硬材料工程 2019年2期2019-03-18
- 我國科學(xué)家提出單向量子聲子激光技術(shù)方案
跟超導(dǎo)比特耦合的聲子諧振器，是連接轉(zhuǎn)換光電信號和執(zhí)行量子邏輯操作的關(guān)鍵部件。這類相干聲子器件，在量子信息、納米力學(xué)與熱電材料、超靈敏傳感及無損檢測與地質(zhì)勘探等諸多領(lǐng)域具廣泛的應(yīng)用價值。不過，這一關(guān)鍵部件的制造，存在著一個技術(shù)“困擾”，即信號質(zhì)量和計算精度易受環(huán)境噪聲的干擾甚至破壞。湖南師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院教授景輝，提出了一種單向量子聲子激光技術(shù)，既能實現(xiàn)信號高保真度的定向放大，又可明顯抑制反向噪聲對芯片功能的干擾或損害。該技術(shù)方案不依賴材料非線性，方
儀器儀表用戶 2019年2期2019-02-27
- Ⅰ-型籠合物Ba8Ga16Ge30籠的應(yīng)變聲子譜
引言電子晶體-聲子玻璃材料提出后,籠合物成為研究熱點[1-5],作為新型的熱電材料,籠合物材料具有比以往材料較高的電導(dǎo)率,較低的熱導(dǎo)率[6-11]。目前對Ⅰ-型籠合物的熱導(dǎo)率研究取得很大進展。以研究Ga-Ge型材料為主,它們的熱導(dǎo)率很低。20世紀初期Kuznetsov等[12]在研究 Ba8Gal6Ge30的高溫?zé)犭娦阅軙r推測 Ba8Gal6Ge30在溫度300～850 K的熱導(dǎo)率大約為22.4 W/mK,在低溫下其熱導(dǎo)率更低。Hou等[13]實驗發(fā)現(xiàn)B
山西大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2018年3期2018-09-04
- 聲子角動量與手性聲子?
映剛體的運動,而聲子——原子在平衡位置附近的振動,傳統(tǒng)認為是沒有角動量的,所以在愛因斯坦-德哈斯效應(yīng)中沒有被考慮.如果存在非零的聲子角動量,那么總角動量中必須考慮聲子的貢獻,從而回磁比需要修正.圖1 自由懸掛的鐵磁體因磁化強度的改變而發(fā)生轉(zhuǎn)動Fig.1.A mechanical rotation of a freely suspended body caused by the change in its magnetization.1.2 聲子霍爾效應(yīng)在發(fā)
物理學(xué)報 2018年7期2018-05-03
- 雙能谷效應(yīng)對N型摻雜Si基Ge材料載流子晶格散射的影響?
振動能量的量子或聲子.聲子是玻色子,不具有物理動量,但是攜帶有準動量,并具有能量,是個準粒子.載流子在Si基Ge材料中被格波散射可以認為電子和聲學(xué)聲子或光學(xué)聲子的相互作用.由量子力學(xué)理論可知,載流子在晶格中的運動會受到附加勢場的作用,比如晶格振動產(chǎn)生的簡諧微擾勢、電離雜質(zhì)產(chǎn)生的庫侖勢、無序合晶產(chǎn)生的相干勢等[16].假設(shè)這些偏離理想周期勢的附加勢可以寫成V(x,t),則系統(tǒng)的哈密頓量可以寫成H=H0+V(x,t),其中H0為無微擾時的哈密頓量,通過求解含時
物理學(xué)報 2018年4期2018-03-26
- 多模光力系統(tǒng)中的非傳統(tǒng)聲子阻塞?
比光子阻塞效應(yīng),聲子阻塞效應(yīng)[22]可以作為實現(xiàn)單聲子源的機制之一.理論預(yù)言,當機械振子與二能級系統(tǒng)耦合時,在色散區(qū)[22?25]和共振區(qū)[26,27]都可以實現(xiàn)聲子阻塞效應(yīng).然而除少數(shù)文獻外[28?30],對于光力系統(tǒng)中聲子統(tǒng)計性質(zhì)的專門研究還比較少,如何在光力系統(tǒng)中實現(xiàn)聲子阻塞還有待研究.多模光力系統(tǒng)作為光力系統(tǒng)的重要模型之一是目前研究的熱點之一.研究發(fā)現(xiàn),多模光力系統(tǒng)中可以出現(xiàn)很多獨特的有趣現(xiàn)象,例如非線性作用增強[31,32]、高保真度量子態(tài)傳輸[
物理學(xué)報 2018年4期2018-03-26
- 摻雜硅納米薄膜法向熱導(dǎo)率的分子動力學(xué)模擬
體態(tài)硅熱導(dǎo)率關(guān)于聲子平均自由程的累積函數(shù),發(fā)現(xiàn)對體態(tài)硅熱導(dǎo)率主要貢獻是聲子平均自由程為2～2 000 nm的聲子,而摻鍺的體態(tài)硅中對熱導(dǎo)率貢獻約占80%的聲子平均自由程為0.1～30 nm,遠小于純硅中對熱導(dǎo)率主要貢獻的聲子平均自由程.硅納米薄膜;熱導(dǎo)率;摻雜;分子動力學(xué);聲子平均自由程;熱導(dǎo)率累積函數(shù)微電子器件的日益小型化使得其特征尺寸已縮小至納米量級.一方面,對高密度熱量的有效轉(zhuǎn)移已成為影響微電子器件工作性能和可靠性的關(guān)鍵因素,因而期望構(gòu)成微電子器件的
東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2017年3期2017-06-13
- 二維聲子晶體色散關(guān)系的大尺度晶格動力學(xué)計算
11189)二維聲子晶體色散關(guān)系的大尺度晶格動力學(xué)計算魏志勇 蔣永強 畢可東 楊決寬 陳云飛(東南大學(xué)機械工程學(xué)院, 南京 211189)(東南大學(xué)江蘇省微納生物醫(yī)療器械設(shè)計與制造重點實驗室, 南京 211189)提出了一種計算大尺度原胞的晶格動力學(xué)方法,對光滑硅薄膜的聲子色散關(guān)系進行了檢驗.在不考慮聲子區(qū)域折疊效應(yīng)的條件下,通過比較超原胞和單原胞模型計算的聲子色散關(guān)系,證實了所提方法的正確性.運用該方法研究了二維孔狀硅聲子晶體的色散關(guān)系.進一步研究了硅聲
東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2017年3期2017-06-13
- 我國納米機電系統(tǒng)（NEMS）相關(guān)研究取得系列進展
用這種耦合實現(xiàn)了聲子的相干操控。在實現(xiàn)了聲子長程耦合、長程傳遞的基礎(chǔ)上，量子數(shù)據(jù)總線研究需要實現(xiàn)對聲子的相干操控。機械振動高階模式研究對于超靈敏傳感器、聲子的相干操控具有重要意義。目前，國際上的多機械模式耦合相關(guān)研究主要集中在百千赫茲的低頻諧振器方面，而要實現(xiàn)更靈敏的傳感器、更快的聲子操控，需要進一步提高諧振器的諧振頻率。針對高頻聲子操控的難題，研究人員發(fā)現(xiàn)，單根碳納米管中不同方向的振動模式都可以工作在百兆赫茲量級，這些振動模式可以通過額外加入一個參量驅(qū)動
軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品 2017年5期2017-04-25
- 聲子晶體基礎(chǔ)與應(yīng)用
m+Khelif聲子晶體是一種具有周期性結(jié)構(gòu)的超構(gòu)材料，它可以調(diào)控彈性波（聲波）在固體中的傳播，并擁有諸如聲子禁帶、缺陷態(tài)調(diào)控、負折射、完美透鏡等許多新奇的物理特性。它在無線通信、傳感器、聲信號傳播與超聲成像等領(lǐng)域有非常廣闊的利用空間，聲波導(dǎo)與聲空腔等物理器件也已經(jīng)制備成功。與已成功發(fā)展了幾十年的光子晶體不同，聲子晶體的研究興起于最近十年，可以說是一個方興未艾的領(lǐng)域。本書的寫作目的就是全面綜述聲子晶體領(lǐng)域最新的研究進展，包括理論、器件與實際應(yīng)用。內(nèi)容涵蓋了
國外科技新書評介 2016年12期2017-04-17
- 單面柱聲子晶體板低頻帶隙特性與機理分析
板結(jié)構(gòu)局域共振型聲子晶體帶隙特性的影響，并通過計算單胞位移特征模式解釋聲子晶體帶隙特性變化的物理機理.結(jié)果表明：散射體的密度和彈性模量以及散射體形狀通過改變聲子晶體單胞局域狀態(tài)，對聲子晶體帶隙特性產(chǎn)生很大影響.總結(jié)聲子晶體板結(jié)構(gòu)低頻帶隙特性變化規(guī)律，為工程減振降噪提供參考.關(guān)鍵詞： 聲子晶體； 散射體； 基體； 帶隙特性； 位移特征模式； 密度； 彈性模量； 減振降噪中圖分類號： O481.1； TB535 文獻標志碼： A0 引 言聲子晶體是由一種或幾種
計算機輔助工程 2016年5期2016-11-25
- 類三角晶格固/固型聲子晶體的帶隙特性研究*
三角晶格固/固型聲子晶體的帶隙特性研究*趙寰宇1，曹學(xué)勤2，宋衛(wèi)賓1，許子龍1(1.北京交通大學(xué) 工程力學(xué)研究所，北京 100044；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，呼和浩特 010018)首先劃分7種類三角晶格聲子晶體按三角點陣排列，然后利用平面波展開法計算了類三角晶格鋼/環(huán)氧聲子晶體的反平面模態(tài)能帶結(jié)構(gòu)，討論了帶隙各向同性和歸一化半徑對低頻帶隙的影響。結(jié)果表明，類三角晶格鋼/環(huán)氧聲子晶體可以打開不同頻率段較寬帶隙；選取歸一化半徑分別為0.34和0.38，使
功能材料 2016年9期2016-10-19
- 分析材料參數(shù)對二維固/固聲子晶體能帶結(jié)構(gòu)的影響
參數(shù)對二維固/固聲子晶體能帶結(jié)構(gòu)的影響李正偉周珺（蘭州交通大學(xué)，甘肅蘭州730070）應(yīng)用平面波展開法（PWE）分析了材料參數(shù)對二維固/固聲子晶體能帶結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)散射體的剪切模量和密度是影響聲子晶體能帶結(jié)構(gòu)的主要因素，楊氏模量對聲子晶體能帶結(jié)構(gòu)的影響極小。當散射體的剪切模量小于基體時，聲子晶體出現(xiàn)了多條帶隙；反之聲子晶體的帶隙在填充率較大時出現(xiàn)，且與基體的剪切模量差值越大，聲子晶體的帶隙越寬。當散射體的密度小于基體時，只有在填充率較大時出現(xiàn)帶隙且極窄；
甘肅科技縱橫 2016年4期2016-08-12
- 一維四元嵌構(gòu)式聲子晶體低頻禁帶特性研究
663099）聲子晶體具有的聲波禁帶特性可以被應(yīng)用于振動控制、隔音、聲濾波器、波導(dǎo)、超聲換能器等。因此，對聲子晶體的研究成為電子晶體和光子晶體之后的又一種人工編織的周期性復(fù)合材料。理論設(shè)計出能在一定頻率范圍內(nèi)抑制振動傳播的聲子晶體結(jié)構(gòu)，對實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的聲功能特性有著重要的意義［1］。根據(jù)聲子晶體的周期排列形式，一般分為一維、二維和三維結(jié)構(gòu)。其中一維聲子晶體構(gòu)造最為簡單，所以在實際應(yīng)用中的可能性最大。對一維聲子晶體的研究已經(jīng)在理論計算、模擬仿真和實驗研究3個方
長江大學(xué)學(xué)報(自科版) 2015年22期2015-12-01
- 彈性波在對稱準周期結(jié)構(gòu)固/液聲子晶體中的傳播
人們廣泛的關(guān)注。聲子晶體(Phononic crystal, PnC)是由彈性介質(zhì)周期交替排列形成的復(fù)合材料[1-3]。彈性波在其中傳輸時，由于結(jié)構(gòu)的周期性而形成聲子帶隙[4-7](Acoustic Band Gap, ABG)，使頻率落入聲子帶隙的彈性波被禁止傳播。由于利用聲子晶體的帶隙能實現(xiàn)對彈性波的有效控制，故在聲濾波、隔離噪聲、減振，以及聲學(xué)功能器件方面有著廣泛的應(yīng)用前景。在對周期性結(jié)構(gòu)的聲子晶體研究中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聲子晶體與光子晶體類似，存在聲子局域
振動與沖擊 2014年15期2014-09-07
- 二維聲子晶體負折射成像效應(yīng)及其分辨率對比*
16000)二維聲子晶體負折射成像效應(yīng)及其分辨率對比*關(guān)珺珺，李 波，鄧 科，趙鶴平(吉首大學(xué)物理與機電工程學(xué)院，湖南 吉首 416000)采用有限元分析方法，研究了聲子晶體負折射現(xiàn)象與板厚度的關(guān)系.通過對比分析聲子晶體單板成像系統(tǒng)和串聯(lián)式聲子晶體多板成像系統(tǒng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)多板系統(tǒng)的像點強度較強，但分辨率卻高于單板系統(tǒng).利用串聯(lián)式聲子晶體多板成像系統(tǒng)可以提高成像質(zhì)量.聲子晶體；負折射率；成像；分辨率聲子晶體具有聲波操控功能而受到人們的廣泛關(guān)注.眾所周知，聲子晶
吉首大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2014年2期2014-09-05
- 聲子色散對量子點中弱耦合磁極化子聲子平均數(shù)的影響
結(jié)合的方法，研究聲子和溫度對球型量子點中極化子性質(zhì)的影響，還研究了聲子效應(yīng)對球型量子點中量子比特性質(zhì)的影響. 王貴文［9］等采用線性組合算符和幺正變換方法，研究非對稱量子點中強耦合磁極化子的激發(fā)態(tài)性質(zhì).由于離子晶體中的晶格振動的頻率和波矢有關(guān)，在一般情況下，處理離子晶體中的光學(xué)振動與帶電粒子的相互作用時，一直將聲子的頻率視為常數(shù)，將長波限的頻率代替不同波矢的頻率.但實際上聲子頻率與波矢有關(guān)，它們之間的函數(shù)關(guān)系稱為聲子色散關(guān)系. 本文作者等［10］曾研究聲子
原子與分子物理學(xué)報 2014年6期2014-07-13
- 聲子晶體的負折射成像分析
051)近年來，聲子晶體的負折射成像研究受到越來越多國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注.劉正猷［1］等提出了局域共振型聲子晶體具有顯著不同的帶隙特點，給聲子晶體負折射成像提供了新思路.L.S.Chen［2］提出了只有存在部分禁帶才有可能在聲子晶體板中負折射成像.J.Li［3］等人用高斯光束仿真了聲子晶體板的橫、縱波模式負折射成像，從理論上探索了模式選擇.C.Crognne［4-5］等人研究了鋼柱-環(huán)氧樹脂的二維聲子晶體，從實驗上證明了固/固式聲子晶體也可以用作負折射成像.Z
中北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2014年2期2014-01-23
- 聲子晶體梁在燃料電池車副車架減振中的應(yīng)用研究
可降低車內(nèi)噪聲。聲子晶體為由兩種或兩種以上彈性介質(zhì)組成、具有周期結(jié)構(gòu)與彈性波帶隙特性的功能材料或結(jié)構(gòu)。聲子晶體周期結(jié)構(gòu)存在缺陷時，帶隙頻率范圍內(nèi)的彈性波會被局限在缺陷處，或沿缺陷傳播。其中，多振子聲子晶體與單振子相比，其帶隙特性更豐富。因此，聲子晶體尤其多振子聲子晶體可用于控制彈性波的傳播，所具有的帶隙、缺陷態(tài)等特性使其在汽車減振降噪上潛在應(yīng)用前景［4］廣闊。陳源［5］以車身為模擬試驗對象，通過研究周期性層狀結(jié)構(gòu)對車內(nèi)噪聲影響，驗證了聲子晶體帶隙對車內(nèi)低頻
振動與沖擊 2013年18期2013-09-15
- 一類聲子晶體角梁的振動帶隙研究
150001)聲子晶體通過周期性地改變材料參數(shù)和(或)結(jié)構(gòu)型式，能夠產(chǎn)生不同中心頻率和帶寬的彈性波帶隙(stop band)，在新型聲學(xué)器械、精密機械手、高精度穩(wěn)定平臺等減振降噪領(lǐng)域具有潛在的工程應(yīng)用價值?，F(xiàn)有的聲子晶體研究主要集中在帶隙形成機理分析和帶隙計算方法探索等［1-7］領(lǐng)域，而實際應(yīng)用研究［8-9］則較為少見。所針對的研究對象基本上是單一構(gòu)型的聲子晶體，例如一維聲子晶體桿、梁、軸［7，9-12］，以及二維聲子晶體格柵和板等［5-6］，而對實際應(yīng)
振動與沖擊 2013年16期2013-09-10
- 金屬鈮聲子發(fā)散譜、電聲耦合和超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的研究
陳秋成（衡陽師范學(xué)院 物理與電子信息科學(xué)系，湖南 衡陽 421008）0 IntroductionThe solving of many－particle schr?dinger equation is a key problem of quantum mechanics.Density functional theory （DFT）［1－2］is a suitable method aiming to this topic.The main idea o
衡陽師范學(xué)院學(xué)報 2012年6期2012-10-10
- 基于噪聲控制的一維聲子晶體研究進展
于噪聲控制的一維聲子晶體研究進展邱學(xué)云，黃亞偉，胡家光，施秀萍（文山學(xué)院 數(shù)理系，云南 文山 663000）聲子晶體是一種具有彈性波帶隙的周期性新型復(fù)合材料，它具有特殊的帶隙特性和聲學(xué)特性，具有潛在應(yīng)用價值.文章簡要分析了一維聲子晶體的三種基本結(jié)構(gòu)及其三種簡化模型，對一維聲子晶體在隔音應(yīng)用和車內(nèi)噪聲控制兩方面的研究成果進行概述，為深入一維聲子晶體在噪聲控制方面的應(yīng)用研究提供依據(jù).一維聲子晶體；帶隙特性；噪聲控制人們的身心健康時刻會受到噪聲的影響，因此人們一
紅河學(xué)院學(xué)報 2012年2期2012-08-15
- 一維聲子晶體中彈性波的全反射貫穿效應(yīng)
400067)聲子晶體的概念是Kushwsha等人于1993年提出的。所謂聲子晶體就是其密度和彈性常數(shù)呈周期性變化的人造帶隙材料。彈性波在聲子晶體中傳播時會與聲子晶體的周期結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作用，從而產(chǎn)生帶隙。由于利用聲子晶體的帶隙可以十分方便地控制聲波的傳播，因此聲子晶體在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上有著十分廣泛的應(yīng)用前景。這使得對聲子晶體的研究成為目前聲學(xué)的前沿領(lǐng)域內(nèi)一個活躍的問題。目前對一維聲子晶體的研究中，在研究方法、帶隙特性、缺陷模特性以及濾波理論等方面都取得了豐
振動與沖擊 2012年1期2012-06-05
- 一維聲子晶體帶隙研究概述
63000)一維聲子晶體帶隙研究概述邱學(xué)云(文山學(xué)院數(shù)理系,云南文山663000)文章對聲子晶體的概念、基本特征和分類進行簡要概述.總結(jié)分析一維聲子晶體的三種簡化模型和一維聲子晶體的計算方法及其帶隙研究成果.展望一維聲子晶體在低頻振動、噪聲控制、抗振防震方面的應(yīng)用可能,為深入研究一維聲子晶體提供依據(jù).一維聲子晶體;能帶結(jié)構(gòu);帶隙半導(dǎo)體中的電子與周期分布的原子勢場相互作用,使得半導(dǎo)體形成電子帶隙,即電子能帶間的頻率范圍,也叫電子禁帶,人為設(shè)計能夠控制電子的流
紅河學(xué)院學(xué)報 2011年2期2011-12-27
- 量子棒中磁極化子的回旋共振特性和光學(xué)聲子平均數(shù)
上述工作均未涉及聲子效應(yīng)。然而，由于大多數(shù)的納米結(jié)構(gòu)是離子晶體或極性材料，電子-聲子耦合強烈的影響著它們的物理性質(zhì)［8］，因此，近年來，量子棒中電子-聲子相互作用的問題也逐漸引起人們的重視。Comas等［9］用連續(xù)介質(zhì)理論分析了半導(dǎo)體量子棒中表面極化子的光學(xué)聲子的性質(zhì)，并將計算出來的結(jié)果與球形量子點和準球形量子點進行了比較;最近，Wang等［10］研究了量子棒中弱耦合極化子的基態(tài)能量;巴燕燕等［11］研究了在非均勻拋物限制勢下量子棒中弱耦合雜質(zhì)束縛極化子的
河北科技師范學(xué)院學(xué)報 2011年4期2011-10-10
- 基于聲子晶體的聲表面波器件研究進展
體的禁帶效應(yīng)，即聲子帶隙材料或聲子晶體[3]。因此，同光子晶體對光波的傳播控制一樣，聲子晶體也可用于彈性波的傳播控制，在新型聲學(xué)器件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[3]。聲子晶體對于聲波在傳播過程中的控制同樣適用于聲表面波，因此，近些年來，研究聲表面波在聲子晶體中的傳播特性成為聲表面波技術(shù)領(lǐng)域的一大熱點，將聲子晶體技術(shù)與聲表面波技術(shù)相結(jié)合，有望獲得聲表面波微傳感器等諸多性能優(yōu)異的通信器件[4-5]。目前，有許多國際課題研究組都展開了基于聲子晶體的聲表面波器件研究
電子設(shè)計工程 2011年10期2011-03-14
- 卷首語
舉也與子朝的兒子聲子相友善。伍舉娶了王子牟的女兒做妻子，王子牟當申邑長官后獲罪逃亡。楚國人說:“伍舉一定護送過他?！蔽榕e逃亡到了鄭國，打算再逃亡到晉國。聲子要到晉國去，他在鄭國都城的郊外碰到了伍舉，聲子說:“您走吧，我一定要讓您回楚國。”聲子到晉國去當使節(jié)，回國時到了楚國。楚國令尹子木問聲子：“晉國的大夫和楚國大夫比誰更賢明些?”聲子回答說：“晉國的卿比不上楚國，但是它的大夫卻很賢明，都是做卿的人才。雖然楚國有人才，實際上卻是晉國在使用他們?！弊幽菊f:“難
資治文摘 2008年6期2008-06-14